Vienkāršākā pusvadītāju sastāvdaļa - diode - veic dažādas noderīgas funkcijas, kas ir saistītas ar tās galveno mērķi vadīt elektriskās strāvas plūsmas virzienu. Diodes ļauj strāvai plūst caur tām tikai vienā virzienā.
Lieliski efektīvas diodes ir atvērtas ķēdes ar negatīvu spriegumu, un citādi tās izskatās kā īssavienojumi. Bet, tā kā diodes pieļauj zināmu neefektivitāti, to strāvas un sprieguma attiecība ir nelineāra. Tādējādi jūs vēlaties apskatīt diodes datu lapu, lai redzētu jebkuras diodes tiešā sprieguma līknes grafiku attiecībā pret tās tiešo strāvu, lai jūs izvēlētos pareizo diodi savam konkrētajam projektam.
Diožu pielietojumi
Lai gan diodes ir vienkāršas divu kontaktu pusvadītāju ierīces, mūsdienu elektronikā tās ir ļoti svarīgas. Daži no tipiskiem diožu lietojumiem ir:
- Sprieguma iztaisnošana, piemēram, maiņstrāvas pārvēršana līdzstrāvas spriegumos
- Signālu izolēšana no padeves
- Signāla lieluma kontrole
- Signālu miksēšana
Enerģijas pārveidošana
Viens nozīmīgs diožu pielietojums ir pārveidot maiņstrāvu par līdzstrāvu. Viena diode vai četras diodes pārveido 110 V mājsaimniecības jaudu līdzstrāvai, veidojot pusceļa (vienas diodes) vai pilna viļņa (četras diodes) taisngriezi. Diode ļauj tai pārvietoties tikai pusei no maiņstrāvas viļņu formas. Kad šis sprieguma impulss uzlādē kondensatoru, izejas spriegums, šķiet, ir vienmērīgs līdzstrāvas spriegums ar nelielu sprieguma pulsāciju. Pilna viļņa taisngrieža izmantošana padara šo procesu vēl efektīvāku, novirzot maiņstrāvas impulsus tā, lai gan pozitīvā, gan negatīvā ieejas sinusoidālā viļņa puse tiktu uztverta tikai kā pozitīvi impulsi, efektīvi dubultojot kondensatora ieejas impulsu frekvenci, kas palīdz uzturēt to uzlādētu un nodrošināt stabilāku spriegumu.
Diodes un kondensatori rada dažādus sprieguma reizinātājus, lai ņemtu nelielu maiņstrāvas spriegumu un reizinātu to, lai izveidotu ļoti augsta sprieguma izejas. Izmantojot pareizo kondensatoru un diožu konfigurāciju, ir iespējamas gan maiņstrāvas, gan līdzstrāvas izejas.
Signālu demodulācija
Visbiežāk izmanto diodes, lai noņemtu maiņstrāvas signāla negatīvo komponentu. Tā kā maiņstrāvas viļņu formas negatīvā daļa parasti ir identiska pozitīvajai pusei, šajā procesā tiek zaudēts ļoti maz informācijas, tādējādi nodrošinot efektīvāku signāla apstrādi.
Signāla demodulāciju radioaparātos parasti izmanto kā filtrēšanas sistēmas daļu, lai palīdzētu iegūt radiosignālu no nesēja viļņa.
Pārsprieguma aizsardzība
Diodes labi darbojas arī kā jutīgu elektronisko komponentu aizsardzības ierīces. Lietojot kā sprieguma aizsardzības ierīces, diodes normālos darbības apstākļos nevada, bet nekavējoties īssavieno jebkuru augstsprieguma smaili pret zemi, kur tas nevar kaitēt integrētajai shēmai. Specializētās diodes, ko sauc par pārejas sprieguma slāpētājiem, ir īpaši izstrādātas aizsardzībai pret pārspriegumu, un tās var izturēt ļoti lielus jaudas palielinājumus īsos laika periodos, kas ir tipiski sprieguma palielinājuma vai elektriskās strāvas trieciena raksturlielumi, kas parasti sabojā komponentus un saīsina elektroniskā izstrādājuma kalpošanas laiku.
Līdzīgi arī diode var regulēt spriegumu, kalpojot kā griezējs vai ierobežotājs - tas ir īpašs nolūks, kas ierobežo spriegumu, kas var iet caur to noteiktā punktā.
Pašreizējā vadība
Diožu pamatpielietojums ir vadīt strāvu un nodrošināt, lai tā plūst tikai pareizajā virzienā. Viena no jomām, kur pašreizējā diožu stūrēšanas spēja tiek izmantota labi, ir pārslēgšanās no strāvas, kas tiek piegādāta no barošanas avota, uz jaudu, kas darbojas no akumulatora. Kad ierīce ir pievienota elektrotīklam un tiek uzlādēta, piemēram, mobilais tālrunis vai nepārtrauktās barošanas avots, ierīcei ir jāsaņem strāva tikai no ārējā barošanas avota, nevis no akumulatora, un, kamēr ierīce ir pievienota akumulatoram, tai vajadzētu saņemt strāvu. un uzlāde. Tiklīdz strāvas avots ir noņemts, akumulatoram jābaro ierīce, lai lietotājs nepamanītu nekādus pārtraukumus.
Labs pašreizējās stūrēšanas piemērs ir pretstrāvas aizsardzība. Apsveriet, piemēram, savu automašīnu. Kad akumulators ir izlādējies un kāds draudzīgs garāmgājējs piedāvās palīdzēt ar džemperu kabeļiem, ja sajaucat sarkano un melno kabeļu secību, jūs nesabojāsit automašīnas elektrisko sistēmu, jo diodes, kas atrodas blakus akumulatoram, bloķē nepareiza virziena strāvu.
Bottom Line
Datori darbojas bināros veidos – bezgalīga nulles un vieninieku jūra. Binārie lēmumu koki skaitļošanā ir balstīti uz loģiskajiem vārtiem, ko iespējo diodes, kas kontrolē, vai slēdzis ir ieslēgts ("1") vai izslēgts ("0"). Lai gan mūsdienu procesoros parādās simtiem miljonu diožu, tās funkcionāli ir tādas pašas kā diodes, kuras iegādājaties elektronikas veikalā, tikai daudz mazākas.
Diodes un gaisma
LED zibspuldze ir tikai lukturītis, kura apgaismojumu nodrošina gaismas diode. Pozitīva sprieguma klātbūtnē gaismas diodes deg.
Turpretim fotodiode pieņem gaismu caur kolektoru (piemēram, mini saules bateriju paneli) un pārvērš šo gaismu nelielā strāvas daudzumā.
